Sensor impulsado por azúcar desarrollado para detectar y prevenir enfermedades

• Investigación Médica

Por Antonio Manuel04ShareFacebook Twitter Google+ WhatsApp Tumblr

Investigadores de la Universidad Estatal de Washington han desarrollado un sensor implantable, alimentado con biocombustible que funciona con azúcar y puede controlar las señales biológicas de un cuerpo para detectar, prevenir y diagnosticar enfermedades.

Sensor impulsado por azúcar desarrollado para detectar y prevenir enfermedades

La célula funciona con glucosa a partir de fluidos corporales

Un equipo de investigación interdisciplinario dirigido por Subhanshu Gupta, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de WSU, desarrolló el sensor único, que, habilitado por la celda de biocombustible, cosecha la glucosa de los fluidos corporales para funcionar.

El equipo de investigación ha demostrado una integración única de la celda de biocombustible con la electrónica para procesar señales fisiológicas y bioquímicas con alta sensibilidad.

Su trabajo recientemente se publicó en el diario IEEE Transactions of Circuits and Systems.

Los profesores Su Ha y Alla Kostyukova de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería de Gene y Linda, dirigieron el diseño de la celda de biocombustible.

Muchos sensores populares para la detección de enfermedades son relojes, que necesitan ser recargados, o parches que se usan en la piel, que son superficiales y no se pueden incrustar. El sensor desarrollado por el equipo WSU también podría eliminar la necesidad de pincharse un dedo para probar ciertas enfermedades, como la diabetes.

“El cuerpo humano lleva una gran cantidad de combustible en sus fluidos corporales a través de la glucosa en sangre o lactato alrededor de la piel y la boca”, dijo Gupta. “Usar una celda de biocombustible abre la puerta a usar el cuerpo como combustible potencial”.

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Los componentes electrónicos del sensor usan diseño y fabricación de última generación para consumir solo unos pocos microvatios de potencia y ser altamente sensibles. Acoplamiento de estos componentes electrónicos con la celda de biocombustible lo hace más eficiente que los dispositivos tradicionales alimentados por batería, dijo Gupta. Como depende de la glucosa del cuerpo, los componentes electrónicos del sensor pueden alimentarse indefinidamente. Entonces, por ejemplo, el sensor podría funcionar con azúcar producido justo debajo de la piel.

A diferencia de las baterías de iones de litio de uso común, la celda de biocombustible también es completamente no tóxica, lo que la hace más prometedora como implante para las personas, dijo. También es más estable y sensible que las células de biocombustible convencionales.

Los investigadores dicen que su sensor podría fabricarse de forma económica a través de la producción en masa, aprovechando las economías de escala.

Si bien los sensores se probaron en el laboratorio, los investigadores esperan probarlos y demostrarlos en los capilares sanguíneos, lo que requerirá la aprobación de los reguladores. Los investigadores también están trabajando para mejorar aún más y aumentar la producción de potencia de su celda de biocombustible.

“Esto reúne la tecnología para hacer una célula de biocombustible con nuestra sofisticada electrónica”, dijo Gupta. “Es un matrimonio muy bueno que podría funcionar para muchas aplicaciones futuras”.

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Fuente:

Materiales proporcionados por la Universidad Estatal de Washington. Nota: El contenido puede editarse por estilo y duración.

Referencia:

Huan Hu, Tanzila Islam, Alla Kostyukova, Su Ha, Subhanshu Gupta. De la batería habilitada a la recolección natural: Enzymatic BioFuel Cell Assisted Integrated Analog Front-End en 130nm CMOS para monitoreo a largo plazo . Transacciones IEEE en Circuitos y Sistemas I: Documentos regulares , 2018; 1 DOI: 10.1109 / TCSI.2018.2869343

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